JP3692285B2

JP3692285B2 - Gas alarm and gas alarm method

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Publication number: JP3692285B2
Application number: JP2000222134A
Authority: JP
Inventors: 裕正高島; 敏永田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-07-24
Also published as: JP2002039980A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不完全燃焼時の一酸化炭素（ＣＯ）や都市ガス漏れ時のメタン（ＣＨ_４）等のガスを１つのガスセンサで検出し、ガス濃度が警報点濃度以上となったときにガス濃度が異常である旨の警報を警報音、警報ランプ、外部出力等で報知するガス警報器及びガス警報方法に関し、特に、ＣＯガス発生に対する実使用上の誤報を軽減し、且つＣＯガスの人体への影響状況に応じたガス警報を行うことができるガス警報器及びガス警報方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一酸化炭素ガス警報器用のセンサとしては、一般的に半導体式ガスセンサが用いられており、この半導体式ガスセンサは、図７に示すような感度特性を有する。図７において、横軸はセンサの素子温度であり、縦軸はセンサ抵抗である。図７からもわかるように、一酸化炭素は低温側でセンサ抵抗が小さく、半導体式ガスセンサは、低温側で一酸化炭素を選択的に得られる特性を持つ。
【０００３】
しかし、ガスセンサを低温度で常時使用すると、ガスセンサに水分等が吸着して一酸化炭素の濃度を精度良く検知することができない。このため、ガスセンサを定期的に高温に保持し、水分を除去することによって、安定したセンサ出力が得られることが知られている。
【０００４】
この場合には、図８に示すように、ガスセンサを低温域（例えば、１００℃）と高温域（例えば、４００℃）とに周期的に交互に駆動させるヒートサイクルが用いられる。低温域では、９０秒間だけセンサ温度１００℃を維持し、ＣＯ検出ポイント（図８中の黒丸印）において一酸化炭素ガス濃度を検出し、高温域では、６０秒間だけセンサ温度４００℃を維持し、メタンガス濃度を検出している。このため、１サイクルのＣＯ検出には、１５０秒（２．５分）の時間がかかっていた。
【０００５】
また、一酸化炭素に対する応答性能は、日ガス検検定規定でＣＯＨｂ２５％以内で検知できるように、ＣＯ５１〜２００ｐｐｍの濃度に関しては１５分以内、５５０ｐｐｍの濃度に関しては５分以内で検知することが決められている。従来のガスセンサを用いる場合に、前述した検知サイクルの関係上、ＣＯ５１〜２００ｐｐｍの低濃度に関しては、ガス濃度がガス警報点以上になった時から警報を遅延させるための遅延時間を最大で５〜７．５分だけ設けることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガスセンサにあっては、５５０ｐｐｍの高濃度に関しては、前記遅延時間を設けることができない状態であった。これは、１サイクルが２．５分であり、この１サイクル中にガス検出ができなかった場合には、次のサイクルでガス検出を行うことになり、最悪でガス検出に５分かかり、高濃度に関しては、遅延時間を設けることができなくなるからである。
【０００７】
また、実使用上、一酸化炭素は正常燃焼機器を正常状態で使用しても発生することが知られている。特に、鍋、やかん等の調理器具を用いて、お湯を沸かす場合に、燃焼部が一時的に冷却され、調理器具が暖まるまでの一時的に一酸化炭素ガスが発生する。このため、図９に示すように、センサ出力が時刻ｔ_１１に警報点（ＣＯ設定点）以上になった場合には、その時刻ｔ_１１から遅延時間（例えば５分）経過後の時刻ｔ_１２に警報音を鳴らす。
【０００８】
そして、ガスセンサ出力が時刻ｔ_１３に警報点（ＣＯ設定点）未満になった場合には、その時刻ｔ_１３に警報音を停止する。すなわち、ＣＯガスが過渡的に発生した場合でも、警報を発生するため、誤報を起こすことになり、実使用上の不具合を生じていた。
【０００９】
さらに、不完全燃焼事態で且つ不安定な状態で燃焼を起こすため、一時的に一酸化炭素ガスが減少した場合に、従来のガス警報器にあっては、ガス検知タイミングによっては、警報がリセットされたり、あるいは警報ができないこともあった。例えば、図１０に示すように、センサ出力が時刻ｔ_２１にＣＯ設定点以上になった場合に、その時刻ｔ_２１から警報のための遅延時間のカウントが開始する。
【００１０】
しかし、遅延時間（例えば５分）経過する前の時刻ｔ_２２に、ガスセンサ出力がＣＯ設定点未満になった場合には、遅延時間のカウントがリセットされ、その後、センサ出力が時刻ｔ_２４にＣＯ設定点以上になった場合には、その時刻ｔ_２４から警報のための遅延時間のカウントが開始する。
【００１１】
このため、警報のタイミングが延長されたことになり、また、センサ出力がＣＯ設定点未満となることが何回も繰り返されると、警報がかなり遅れることになる。警報がかなり遅れると、発生した多量の一酸化炭素ガスに気が付かず、多量の一酸化炭素が人体の血中に入り込み、人体を害することになる。このように、従来のガスセンサにあっては、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報ができていないという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、不完全燃焼時の一酸化炭素を検出する場合に、実使用上の誤報を軽減し、且つ一酸化炭素ガスの人体への影響状況に応じたガス警報を行うことができるガス警報器及びガス警報方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、以下の構成とした。請求項１の発明は、ガスセンサの温度を低温域と高温域に周期的に交互に変化させて、低温域で一酸化炭素ガス濃度を検出し、検出されたガス濃度が設定点以上となった際にガス濃度の異常を示す警報を報知するガス警報器において、前記ガス濃度が前記設定点以上となった時からカウントを開始し前記ガス濃度が前記設定点未満となった時にカウントを停止し第１カウント値を出力する第１遅延カウンタと、前記ガス濃度が前記設定点未満となった時からカウントを開始し前記ガス濃度が前記設定点以上となった時にカウントを停止し第２カウント値を出力する第２遅延カウンタと、前記第１カウント値と前記第２カウント値との差値を予め定められた標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求め、前記第２遅延カウンタがカウントを停止した時から前記設定遅延時間だけ遅延させて警報させる警報遅延制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明のガス警報器によれば、警報遅延制御手段は、第１遅延カウンタの第１カウント値と第２遅延カウンタの第２カウント値との差値を標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求め、第２遅延カウンタがカウントを停止した時から設定遅延時間だけ遅延させて警報させるので、実使用上の誤報を軽減でき、一時的に一酸化炭素ガスが減少した場合でも、警報がかなり遅れることがなくなる。また、第１遅延カウンタの第１カウント値は、ガス濃度が設定点以上となっている時間に相当し（ガス濃度の設定点からの増加分の積分量に相当）、第２遅延カウンタの第２カウント値は、ガス濃度が設定点未満となっている時間に相当し（ガス濃度の設定点からの減少分の積分量に相当）、一酸化炭素の人体への影響は前記差値に関係し、前記差値に応じて設定遅延時間が標準遅延時間よりも大きくなったり小さくなったりするので、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報ができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載のガス警報器において、前記警報遅延制御手段は、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に対応した係数を前記第２カウント値に乗算し、得られた乗算値と前記第１カウント値との差値を前記標準遅延時間から減算して前記設定遅延時間を求めることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明のガス警報器によれば、警報遅延制御手段は、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に対応した係数を第２カウント値に乗算し、得られた乗算値と第１カウント値との差値を標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求めるので、得られた設定遅延時間は、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に応じ時間となり、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２記載のガス警報器において、前記警報遅延制御手段は、前記一酸化炭素ヘモグロビン濃度の増加に伴って前記係数を可変させることにより前記設定遅延時間を短くすることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明のガス警報器によれば、警報遅延制御手段は、一酸化炭素ヘモグロビン濃度の増加に伴って係数を可変させることにより設定遅延時間を短くするので、より早く警報を行えるから、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【００１９】
請求項４の発明は、ガスセンサの温度を低温域と高温域に周期的に交互に変化させて、低温域で一酸化炭素ガス濃度を検出し、検出されたガス濃度が設定点以上となった際にガス濃度の異常を示す警報を報知するガス警報方法において、
前記ガス濃度が前記設定点以上となった時からカウントを開始し前記ガス濃度が前記設定点未満となった時にカウントを停止し第１カウント値を第１遅延カウンタから出力するステップと、前記ガス濃度が前記設定点未満となった時からカウントを開始し前記ガス濃度が前記設定点以上となった時にカウントを停止し第２カウント値を第２遅延カウンタから出力するステップと、前記第１カウント値と前記第２カウント値との差値を予め定められた標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求め、前記第２遅延カウンタがカウントを停止した時から前記設定遅延時間だけ遅延させて警報させる警報遅延制御ステップとを含むことを特徴とする。請求項４の発明のガス警報方法によれば、請求項１の発明のガス警報器の効果と同様な効果が得られる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４記載のガス警報方法において、前記警報遅延制御ステップは、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に対応した係数を前記第２カウント値に乗算し、得られた乗算値と前記第１カウント値との差値を前記標準遅延時間から減算して前記設定遅延時間を求めることを特徴とする。請求項５の発明のガス警報方法によれば、請求項２の発明のガス警報器の効果と同様な効果が得られる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５記載のガス警報方法において、前記警報遅延制御手段は、前記一酸化炭素ヘモグロビン濃度の増加に伴って前記係数を可変させることにより前記設定遅延時間を短くすることを特徴とする。請求項６の発明のガス警報方法によれば、請求項３の発明のガス警報器の効果と同様な効果が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス警報器及びガス警報方法の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態のガス警報器の回路構成図である。図２は実施の形態のガス警報器におけるガスセンサの温度のタイミングチャートである。図３及び図４は実施の形態のガス警報器により実現されるガス警報方法を説明するための各部のタイミングチャートである。図５及び図６は図３及び図４のガス警報方法におけるＣＯ警報判定を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
図１に示すガス警報器において、異常電圧吸収回路７は、電源プラグ６から入力された交流電圧から異常電圧を吸収し、その出力をトランス８に出力する。トランス８は、一次巻線８ａと二次巻線８ｂ，８ｃ，８ｄを有する。ガスセンサ駆動回路９は、二次巻線８ｂからの電圧を受けて動作し、ＣＰＵ１１からのパルス駆動信号（例えば高温域用０．９Ｖと低温域用０．２Ｖとが交互に繰り返されるパルス駆動信号）を受けてガス検出回路１０に設けられたガスセンサ１を駆動する。
【００２５】
ガス検出回路１０は、メタンガス、一酸化炭素ガスの濃度を検出し、ＣＰＵ１１に出力する。ガスセンサ１は、ヒータ２及びこのヒータ２により加熱される感知部３を有する。
【００２６】
ＣＰＵ１１は、ヒータ２を駆動するパルス駆動信号をガスセンサ１に出力し、パルス駆動信号により、図２に示すように、ガスセンサ１を低温域（１５秒間だけ１００℃）と高温域（５秒間だけ４００℃）とに交互に駆動させ、感知部３からのガスセンサ入力により、低温域のＣＯ検出ポイント（図２中の黒丸印）で一酸化炭素ガス濃度を検出し、高温域のメタン検出ポイント（図２中の黒丸印）でメタンガス濃度を検出している。
【００２７】
このガス警報器によれば、ＣＯ検出ポイントのサイクルが２０秒となり、従来の１５０秒よりも大幅に短くなる。このため、日ガス検検定規定及び実使用上の誤報を考慮した場合、ＣＯ５１〜２００ｐｐｍの濃度に関しての遅延時間は、１３分〜４分、５５０ｐｐｍの濃度に関しての遅延時間を３分〜４分だけ設けることができる。すなわち、遅延時間を従来よりも長く設けることができ、これによって、実使用上の誤報を軽減することができる。
【００２８】
＋５Ｖ定電圧回路１３は、二次巻線８ｃからの電圧から＋５Ｖの定電圧を発生し、この定電圧をガスセンサ駆動回路９、温度補償回路１４、ガス警報濃度設定回路１５、火災センサ回路１６，ＣＰＵ１１のそれぞれに供給する。
【００２９】
温度補償回路１４は、図示しないサーミスタ等からＣＰＵ１１に温度補正入力を出力する。ガス警報濃度設定回路１５は、ＣＯ設定点（警報点）、ＣＨ_４設定点のそれぞれを設定し、それらの設定点をＣＰＵ１１に出力する。火災センサ回路１６は、サーミスタ等からなる火災センサ（図示せず）を有し、火災センサのセンサ出力をＣＰＵ１１に出力する。
【００３０】
ＣＰＵ１１は、メタンガス警報判定回路１９、ＣＯガス警報判定回路２０、火災警報判定回路２１、第１遅延カウンタ２２ａ、第２遅延カウンタ２２ｂ、警報遅延制御部２２ｃ及びタイマ２２ｄを有している。
【００３１】
メタンガス警報判定回路１９は、ガス検出回路１０で検出されたメタンガス濃度がＣＨ_４設定点以上となった際にガス警報信号を音声警報出力回路２３及び表示回路２５に出力する。音声警報出力回路２３は、スピーカ２４にガス警報を報知させる。表示回路２５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等であり、ガス警報を報知する。ＣＯガス警報判定回路２０は、ガス検出回路１０で検出されたＣＯガス濃度がＣＯ設定点以上となったかどうかを判定する。
【００３２】
第１遅延カウンタ２２ａは、ＣＯガス警報判定回路２０の判定結果によりＣＯガス濃度がＣＯ設定点以上となった時からカウントを開始しＣＯガス濃度がＣＯ設定点未満となった時にカウントを停止し第１カウント値を警報遅延制御部２２ｃに出力する。
【００３３】
第２遅延カウンタ２２ｂは、ＣＯガス警報判定回路２０の判定結果によりＣＯガス濃度がＣＯ設定点未満となった時からカウントを開始しＣＯガス濃度がＣＯ設定点以上となった時にカウントを停止し第２カウント値を警報遅延制御部２２ｃに出力する。
【００３４】
警報遅延制御部２２ｃは、第１遅延カウンタ２２ａからの第１カウント値と第２遅延カウンタ２２ｂからの第２カウント値との差値を予め定められた標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求め、第２遅延カウンタ２２ｂがカウントを停止した時から設定遅延時間だけ遅延させて警報させる。標準遅延時間は、ＣＯ５１〜２００ｐｐｍの濃度の場合に、例えば１３分とする。タイマ２２ｄは、第２遅延カウンタ２２ｂがカウントを停止した時（すなわち、ＣＯガス濃度がＣＯ設定点以上となった時）から計時を開始する。
【００３５】
また、警報遅延制御部２２ｃは、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に対応した係数Ｋを第２カウント値に乗算し、得られた乗算値と第１カウント値との差値を標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求める。
【００３６】
火災警報判定回路２１は、火災センサ回路１６で検出されたセンサ出力が、火災警報点以上となった際に火災警報信号を音声警報出力回路２３及び表示回路２５に出力する。
【００３７】
また、無電圧回路２６は、電磁リレー等から構成され、火災警報判定回路２１からの火災警報信号を無電圧信号として図示しない外部機器に出力する。有電圧回路２７は、二次巻線８ｄからの電圧を受けて動作し、メタンガス警報判定回路１９、ＣＯガス警報判定回路２０のそれぞれのガス警報信号を入力し、ガス警報信号から有電圧信号を生成し、出力端子ＯＵＴから６Ｖ（ガス漏れ無し）または１２Ｖ（ガス漏れ有り）を有電圧信号として外部機器に出力する。
【００３８】
次に、このように構成された実施の形態のガス警報器の動作、すなわちガス警報方法を図３及び図４に示すタイミングチャート、図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
まず、ＣＰＵ１１は、ガス警報濃度設定回路１５からＣＯ設定点入力、ＣＨ_４設定点入力を取り込み（ステップＳ１１）、温度補償回路１４からの温度補正入力（例えばサーミスタ入力）を取り込み（ステップＳ１３）、ガスセンサ１からガスセンサ入力を取り込む（ステップＳ１５）。
【００４０】
次に、ＣＰＵ１１は、取り込んだガスセンサ入力に基づきＣＯ抵抗値を計算し（ステップＳ１７）、サーミスタ入力に基づきＣＯ温度補正係数を計算し（ステップＳ１９）、算出されたＣＯ温度補正係数を用いてＣＯ抵抗値に対して温度補正を行う（ステップＳ２１）。さらに、温度補正されたＣＯ抵抗値に基づきＣＯ電圧値を計算する（ステップＳ２３）。
【００４１】
その後、ＣＯ警報判定を行う（ステップＳ２５）。すなわち、図６に示すフローチャートの処理が行われる。なお、この処理は、図３及び図４のタイミングチャートに従って行われる。
【００４２】
まず、時刻ｔ_１において処理を開始する。この場合、ガスセンサ１は、ヒートアップ、ヒートダウンが周期的に繰り返され、ＣＯガス濃度は、２０秒毎に検出される。そして、ＣＯガス警報判定回路２０は、ＣＯ電圧値（ＣＯガス濃度に対応した電圧）がＣＯ設定点以上かどうかを判定する（ステップＳ３１）。
【００４３】
時刻ｔ_２で、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上となるため、その時刻ｔ_２から第１遅延カウンタ２２ａは、カウントを開始する（ステップＳ３３）。そして、ＣＯガス警報判定回路２０は、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満になったかどうかを判定する（ステップＳ３５）。
【００４４】
時刻ｔ_３で、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満になるため、第１遅延カウンタ２２ａは、その時刻ｔ_３でカウントを停止し第１カウント値Ａを警報遅延制御部２２ｃに出力し（ステップＳ３７）、リセットする（ステップＳ３９）。これと同時に、第２遅延カウンタ２２ｂは、カウントを開始する（ステップＳ４１）。
【００４５】
さらに、ＣＯガス警報判定回路２０は、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上になったかどうかを判定し（ステップＳ４３）、時刻ｔ_４で、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上になるため、第１遅延カウンタ２２ａはカウントを開始する（ステップＳ４５）。これと同時に、タイマ２２ｄによる計時が開始されるとともに（ステップＳ４７）、第２遅延カウンタ２２ｂは、カウントを停止し第２カウント値Ｂを警報遅延制御部２２ｃに出力し（ステップＳ４９）、リセットする（ステップＳ５１）。
【００４６】
次に、警報遅延制御部２２ｃは、第１遅延カウンタ２２ａからの第１カウント値Ａと第２遅延カウンタ２２ｂからの第２カウント値Ｂと標準遅延時間１３分とを用いて（１）式により設定遅延時間ＤＴを計算する（ステップＳ５３）。
【００４７】
ＤＴ＝１３−（Ａ−ＫＢ）・・・（１）
ここで、Ｋは人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度ＣＯＨｂに対応した係数である。Ｋを正数とすると、Ｋの値は、血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度ＣＯＨｂの量に反比例する。
【００４８】
血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度ＣＯＨｂの時間的な推移は、時々刻々と変化する室内のＯ_２濃度及びＣＯ濃度に対して、（２）式により求められる。
【００４９】

ここで、
ｏ_１＝Ｏ_２−１６．５
ｏ_２＝（Ｏ_２−１６．５）^２−１１．２５
ｏ_３＝（Ｏ_２−１６．５）^３−１８．４５（Ｏ_２−１６．５）
ｃ_１＝ＣＯ−７５０．０
ｃ_２＝（ＣＯ−７５０．０）^２−２．６２５×１０^５
ｃ_３＝（ＣＯ−７５０．０）^３−４．５４５×１０^５（ＣＯ−７５０．０）
ｔ_１＝Ｔ−４５．０
ｔ_２＝（Ｔ−４５．０）^２−８２５．０
ｔ_３＝（Ｔ−４５．０）^３−１．４６５×１０^３×（Ｔ−４５．０）
ｔ_４＝（Ｔ−４５．０）^４−２．０５０×１０^３×（Ｔ−４５．０）^２＋４．８２６×１０^５
ｔ_５＝（Ｔ−４５．０）^５−２．５８３×１０^３×（Ｔ−４５．０）^３＋１．２６４×１０^６×（Ｔ−４５．０）
ＣＯＨｂ：血液中一酸化炭素ヘモグモビン濃度（％）
Ｏ_２：空気中の酸素濃度（％）
ＣＯ：空気中の一酸化炭素濃度（％）
Ｔ：暴露時間（ｍｉｎ）
次に、ＣＯガス警報判定回路２０は、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満となったかどうかを判定する（ステップＳ５５）。
【００５０】
ここで、図３に示す例のように、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上を継続している場合には、警報遅延制御部２２ｃは、タイマ２２ｄで計時されたタイマ計時時間が設定遅延時間以上になったかどうかを判定する（ステップＳ５７）。
【００５１】
タイマ計時時間が設定遅延時間以上になった場合には、すなわち、時刻ｔ_４から設定遅延時間だけを経過した時刻には、警報信号を音声警報出力回路２３に出力し、スピーカ２４で警報を発生する（ステップＳ５９）。
【００５２】
さらに、ＣＯガス警報判定回路２０は、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満となったかどうかを判定し（ステップＳ６１）、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満を一定時間継続した場合には（ステップＳ６３）、警報を停止する（ステップＳ６５）。
【００５３】
一方、ステップＳ５５において、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満となった場合には、ステップＳ３７の処理に戻り、ステップＳ３７からステップＳ５５までの処理を繰り返し行う。例えば、図４に示すように、時刻ｔ_４後の時刻ｔ_５において、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満となるので、第１遅延カウンタ２２ａは、カウント値Ａ２を出力する。
【００５４】
また、時刻ｔ_６でＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上となるので、第２遅延カウンタ２２ｂは、カウント値Ｂ２を出力する。このため、警報遅延制御部２２ｃは、標準遅延時間とカウント値Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を用いて（３）式により設定遅延時間ＤＴを計算する。
【００５５】
ＤＴ＝１３−｛（Ａ１＋Ａ２）−Ｋ（Ｂ１＋Ｂ２）｝・・・（３）
すなわち、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上となりその後にＣＯ設定点未満となる電圧変化を、２回繰り返す場合には、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上となっている合計時間と、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点未満となっている合計時間とを考慮して設定遅延時間が求められる。そして、時刻ｔ_６から設定遅延時間だけ経過した時刻に警報を発生する。
【００５６】
なお、ＣＯ電圧値がＣＯ設定点以上となりその後にＣＯ設定点未満となる電圧変化を３回以上繰り返す場合には、警報がかなり遅れるとともに、時間の経過とともに人体へのＣＯ蓄積が大きくなってくる。このため、ＣＯ電圧変化が３回以上の場合には、その変化の回数の増加に伴って係数Ｋの値を小さくしていく。このようにすることで、設定遅延時間が短くなって、より警報を早めることができる。
【００５７】
また、電圧変化の回数に代えて、血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度値に応じて係数を可変させてもよい。
【００５８】
このように実施の形態のガス警報器によれば、警報遅延制御部２２ｃは、第１遅延カウンタ２２ａの第１カウント値Ａと第２遅延カウンタ２２ｂの第２カウント値Ｂとの差値を標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求め、第２遅延カウンタ２２ｂがカウントを停止した時から設定遅延時間だけ遅延させて警報させるので、実使用上の誤報を軽減でき、一時的に一酸化炭素ガスが減少した場合でも、警報がかなり遅れることがなくなる。
【００５９】
また、第１遅延カウンタ２２ａの第１カウント値Ａは、ＣＯガス濃度がＣＯ設定点以上となっている時間に相当し（ＣＯガス濃度のＣＯ設定点からの増加分の積分量に相当）、第２遅延カウンタ２２ｂの第２カウント値Ｂは、ＣＯガス濃度がＣＯ設定点未満となっている時間に相当し（ＣＯガス濃度のＣＯ設定点からの減少分の積分量に相当）、一酸化炭素の人体への影響は前記差値（Ａ−Ｂ）に関係し、前記差値に応じて設定遅延時間が標準遅延時間（１３分）よりも大きくなったり小さくなったりするので、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報ができる。
【００６０】
また、警報遅延制御部２２ｃは、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度ＣＯＨｂに対応した係数Ｋを第２カウント値Ｂに乗算し、得られた乗算値ＫＢと第１カウント値Ａとの差値（Ａ−ＫＢ）を標準遅延時間（１３分）から減算して設定遅延時間（１３−（Ａ−ＫＢ））を求めるので、得られた設定遅延時間は、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に応じ時間となり、人体への一酸化炭素の蓄積分を加味できるから、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【００６１】
さらに、警報遅延制御部２２ｃは、血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度ＣＯＨｂの増加に伴って係数Ｋを小さく可変させることにより設定遅延時間を短くするので、より早く警報を行えるから、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【００６２】
なお、本発明は、前述した実施の形態のガス警報器に限定されるものではない。実施の形態では、設定遅延時間を求める場合に、第１遅延カウンタ２２ａの第１カウント値と第２遅延カウンタ２２ｂの第２カウント値とを用いたが、例えば、ＣＯ設定点からのＣＯ電圧値の増加積分量とＣＯ設定点からのＣＯ電圧値の減少積分量とを用いて設定遅延時間を求めても良い。この場合には、ＣＯ設定点からのＣＯ電圧値の増加分（または減少分）とＣＯ検出周期（例えば２０秒）とを乗算して累積することで、ＣＯ電圧値の増加積分量（または減少積分量）を求めることができる。
【００６３】
また、実施の形態では、標準遅延時間として、１３分設定したが、これに限定されるものではなく、標準遅延時間として、その他の時間を設定しても良い。また、ガスセンサ１の低温域と高温域との１サイクルを２０秒としたが、これに限定されるものでなく、例えば、１サイクルは、３０秒、４０秒、１分であってもよい。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１の発明のガス警報器によれば、警報遅延制御手段は、第１遅延カウンタの第１カウント値と第２遅延カウンタの第２カウント値との差値を標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求め、第２遅延カウンタがカウントを停止した時から設定遅延時間だけ遅延させて警報させるので、実使用上の誤報を軽減でき、一時的に一酸化炭素ガスが減少した場合でも、警報がかなり遅れることがなくなる。また、第１遅延カウンタの第１カウント値は、ガス濃度が設定点以上となっている時間に相当し、第２遅延カウンタの第２カウント値は、ガス濃度が設定点未満となっている時間に相当し、一酸化炭素の人体への影響は前記差値に関係し、前記差値に応じて設定遅延時間が標準遅延時間よりも大きくなったり小さくなったりするので、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報ができる。
【００６５】
請求項２の発明のガス警報器によれば、警報遅延制御手段は、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に対応した係数を第２カウント値に乗算し、得られた乗算値と第１カウント値との差値を標準遅延時間から減算して設定遅延時間を求めるので、得られた設定遅延時間は、人体の血液中の一酸化炭素ヘモグロビン濃度に応じ時間となり、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【００６６】
請求項３の発明のガス警報器によれば、警報遅延制御手段は、一酸化炭素ヘモグロビン濃度の増加に伴って係数を可変させることにより設定遅延時間を短くするので、より早く警報を行えるから、一酸化炭素の人体への影響状況に応じたガス警報がより確実にできる。
【００６７】
請求項４の発明のガス警報方法によれば、請求項１の発明のガス警報器の効果と同様な効果が得られる。
【００６８】
請求項５の発明のガス警報方法によれば、請求項２の発明のガス警報器の効果と同様な効果が得られる。
【００６９】
請求項６の発明のガス警報方法によれば、請求項３の発明のガス警報器の効果と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のガス警報器の回路構成図である。
【図２】実施の形態のガス警報器におけるガスセンサの温度のタイミングチャートである。
【図３】実施の形態のガス警報器により実現されるガス警報方法を説明するための各部のタイミングチャートである。
【図４】実施の形態のガス警報器により実現されるガス警報方法を説明するための各部のタイミングチャートである。
【図５】図３及び図４のガス警報方法におけるＣＯ警報判定を説明するためのフローチャートである。
【図６】図３及び図４のガス警報方法におけるＣＯ警報判定を説明するためのフローチャートである。
【図７】半導体式ガスセンサの感度特性を示す図である。
【図８】従来のガス警報器におけるガスセンサの温度のタイミングチャートである。
【図９】従来のガス警報器が一時的に発生した一酸化炭素により誤報を起こす様子を説明する図である。
【図１０】従来のガス警報器が一時的に発生した一酸化炭素の減少により警報ができない様子を説明する図である。
【符号の説明】
１ガスセンサ
２ヒータ
３感知部
９ガスセンサ駆動回路
１０ガス検出回路
１１ＣＰＵ
１３＋５Ｖ定電圧回路
１４温度補償回路
１５ガス警報濃度設定回路
１６火災センサ回路
１９メタンガス警報判定回路
２０ＣＯガス警報判定回路
２１火災警報判定回路
２２ａ第１遅延カウンタ
２２ｂ第２遅延カウンタ
２２ｃ警報遅延制御部
２２ｄタイマ
２３音声警報出力回路
２４スピーカ
２５表示回路
２６無電圧回路
２７有電圧回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to carbon monoxide (CO) during incomplete combustion and methane (CH₄), Etc., which are detected by a single gas sensor, and when the gas concentration reaches or exceeds the alarm point concentration, a gas alarm device that notifies an alarm that the gas concentration is abnormal with an alarm sound, an alarm lamp, an external output, etc. More particularly, the present invention relates to a gas alarm device and a gas alarm method capable of reducing a false alarm in actual use with respect to the generation of CO gas and performing a gas alarm according to the influence state of CO gas on the human body.
[0002]
[Prior art]
As a sensor for a carbon monoxide gas alarm device, a semiconductor type gas sensor is generally used, and this semiconductor type gas sensor has sensitivity characteristics as shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis represents the sensor element temperature, and the vertical axis represents the sensor resistance. As can be seen from FIG. 7, carbon monoxide has a low sensor resistance on the low temperature side, and the semiconductor gas sensor has a characteristic that carbon monoxide can be selectively obtained on the low temperature side.
[0003]
However, if the gas sensor is always used at a low temperature, moisture or the like is adsorbed on the gas sensor, and the concentration of carbon monoxide cannot be detected accurately. For this reason, it is known that a stable sensor output can be obtained by periodically holding the gas sensor at a high temperature and removing moisture.
[0004]
In this case, as shown in FIG. 8, a heat cycle is used in which the gas sensor is periodically and alternately driven in a low temperature range (for example, 100 ° C.) and a high temperature range (for example, 400 ° C.). In the low temperature range, the sensor temperature is maintained at 100 ° C. for only 90 seconds, and the carbon monoxide gas concentration is detected at the CO detection point (black circle in FIG. 8). In the high temperature range, the sensor temperature is maintained at 400 ° C. for only 60 seconds. The methane gas concentration is detected. For this reason, it took 150 seconds (2.5 minutes) to detect CO in one cycle.
[0005]
In addition, the response performance to carbon monoxide is determined to be detected within 15 minutes for CO51-200 ppm concentration and within 5 minutes for CO51-200 ppm concentration so that it can be detected within 25% of COHb according to the Japanese Gas Inspection Regulations. It has been. When using a conventional gas sensor, the delay time for delaying the alarm from the time when the gas concentration becomes equal to or higher than the gas alarm point is set to a maximum of 5 for the low concentration of CO51 to 200 ppm due to the aforementioned detection cycle. Only 7.5 minutes can be provided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional gas sensor, the delay time cannot be provided for a high concentration of 550 ppm. This is because one cycle is 2.5 minutes, and if gas detection cannot be performed during this one cycle, gas detection is performed in the next cycle. In the worst case, gas detection takes 5 minutes. This is because no delay time can be provided for the concentration.
[0007]
In actual use, carbon monoxide is known to be generated even when a normal combustion device is used in a normal state. In particular, when boiling hot water using a cooking utensil such as a pan or a kettle, the combustion section is temporarily cooled, and carbon monoxide gas is temporarily generated until the cooking utensil is warmed. For this reason, as shown in FIG.₁₁When the alarm point (CO set point) is exceeded, the time t₁₁T after a delay time (for example, 5 minutes) from₁₂Sound an alarm.
[0008]
And the gas sensor output is time t₁₃If the alarm point (CO set point) falls below the time t₁₃Stop the alarm sound. That is, even when CO gas is transiently generated, an alarm is generated, so that a false alarm is generated, causing a problem in actual use.
[0009]
Furthermore, in order to cause combustion in an incomplete combustion situation and in an unstable state, when carbon monoxide gas temporarily decreases, the alarm is reset depending on the gas detection timing in the conventional gas alarm device. There were also cases where it was not possible to be alerted. For example, as shown in FIG.₂₁When the CO set point is exceeded, the time t₂₁From the start of the delay time count for alarm.
[0010]
However, the time t before the delay time (for example, 5 minutes) elapses₂₂If the gas sensor output is less than the CO set point, the delay time count is reset, and then the sensor output is time t.₂₄If the CO set point is exceeded, the time t₂₄From the start of the delay time count for alarm.
[0011]
For this reason, the alarm timing is extended, and if the sensor output becomes less than the CO set point many times, the alarm will be delayed considerably. If the alarm is delayed considerably, the generated large amount of carbon monoxide gas will not be noticed, and a large amount of carbon monoxide will enter the blood of the human body and harm the human body. As described above, the conventional gas sensor has a problem that the gas alarm corresponding to the influence state of carbon monoxide on the human body cannot be performed.
[0012]
Therefore, when detecting carbon monoxide during incomplete combustion, the present invention can reduce false alarms in actual use and can provide a gas alarm according to the effect of carbon monoxide gas on the human body. It is an object to provide a gas alarm device and a gas alarm method.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. In the first aspect of the invention, the gas sensor temperature is periodically and alternately changed between the low temperature range and the high temperature range, and the carbon monoxide gas concentration is detected in the low temperature range, and the detected gas concentration becomes equal to or higher than the set point. In a gas alarm device that notifies an alarm indicating an abnormal gas concentration, the counting is started when the gas concentration becomes equal to or higher than the set point, and is stopped when the gas concentration becomes lower than the set point. A first delay counter that outputs a first count value, and starts counting when the gas concentration becomes less than the set point, and stops counting when the gas concentration becomes greater than or equal to the set point; And a difference value between the first count value and the second count value is subtracted from a predetermined standard delay time to obtain a set delay time, and the second delay counter counts stop It is delayed by the set delay time when, characterized in that it comprises an alarm delay control means for alarm.
[0014]
According to the gas alarm device of the first aspect, the alarm delay control means subtracts the difference value between the first count value of the first delay counter and the second count value of the second delay counter from the standard delay time. The set delay time is calculated and the alarm is delayed by the set delay time from the time when the second delay counter stops counting, so that false alarms in actual use can be reduced and even if the carbon monoxide gas temporarily decreases, The alarm will not be delayed considerably. The first count value of the first delay counter corresponds to the time when the gas concentration is equal to or higher than the set point (corresponding to the integrated amount of the increase from the set point of the gas concentration), and the first count value of the second delay counter. The 2 count value corresponds to the time when the gas concentration is less than the set point (corresponding to the integrated amount of decrease from the gas concentration set point), and the influence of carbon monoxide on the human body is related to the difference value. In addition, since the set delay time becomes larger or smaller than the standard delay time according to the difference value, a gas alarm according to the influence state of carbon monoxide on the human body can be performed.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the gas alarm device according to the first aspect, wherein the alarm delay control means multiplies the second count value by a coefficient corresponding to a carbon monoxide hemoglobin concentration in human blood. The set delay time is obtained by subtracting a difference value between the multiplied value and the first count value from the standard delay time.
[0016]
According to the gas alarm device of the second aspect of the invention, the alarm delay control means multiplies the second count value by a coefficient corresponding to the concentration of carbon monoxide hemoglobin in the blood of the human body, and the obtained multiplication value and the first Since the set delay time is obtained by subtracting the difference from the count value from the standard delay time, the obtained set delay time becomes the time according to the concentration of carbon monoxide hemoglobin in the human blood, and to the human body of carbon monoxide The gas alarm according to the influence situation of can be done more reliably.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the gas alarm device according to the second aspect, the alarm delay control means shortens the set delay time by varying the coefficient as the carbon monoxide hemoglobin concentration increases. It is characterized by.
[0018]
According to the gas alarm device of the invention of claim 3, since the alarm delay control means shortens the set delay time by changing the coefficient as the carbon monoxide hemoglobin concentration increases, it is possible to perform an alarm earlier. Gas alarms according to the impact of carbon monoxide on the human body can be made more reliably.
[0019]
In the invention of claim 4, the temperature of the gas sensor is periodically and alternately changed between a low temperature region and a high temperature region, the carbon monoxide gas concentration is detected in the low temperature region, and the detected gas concentration becomes equal to or higher than the set point. In the gas alarm method of informing the alarm indicating the abnormal gas concentration at the time,
Starting the counting when the gas concentration is equal to or higher than the set point, stopping the counting when the gas concentration is lower than the set point, and outputting a first count value from a first delay counter; Counting starts when the concentration becomes less than the set point, stops counting when the gas concentration exceeds the set point, and outputs a second count value from a second delay counter; and the first count The difference between the value and the second count value is subtracted from a predetermined standard delay time to obtain a set delay time, and the alarm is delayed by the set delay time from when the second delay counter stops counting And an alarm delay control step. According to the gas alarm method of the invention of claim 4, the same effect as that of the gas alarm device of the invention of claim 1 can be obtained.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the gas alarm method according to the fourth aspect, the alarm delay control step is obtained by multiplying the second count value by a coefficient corresponding to a carbon monoxide hemoglobin concentration in human blood. The set delay time is obtained by subtracting a difference value between the multiplied value and the first count value from the standard delay time. According to the gas alarm method of the invention of claim 5, the same effect as that of the gas alarm device of the invention of claim 2 can be obtained.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, in the gas alarm method according to the fifth aspect, the alarm delay control means shortens the set delay time by varying the coefficient as the carbon monoxide hemoglobin concentration increases. It is characterized by. According to the gas alarm method of the sixth aspect of the invention, the same effect as that of the gas alarm device of the third aspect of the invention can be obtained.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a gas alarm device and a gas alarm method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a gas alarm device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a timing chart of the temperature of the gas sensor in the gas alarm device of the embodiment. 3 and 4 are timing charts of each part for explaining a gas alarm method realized by the gas alarm device of the embodiment. 5 and 6 are flowcharts for explaining the CO alarm determination in the gas alarm method of FIGS.
[0024]
In the gas alarm device shown in FIG. 1, the abnormal voltage absorption circuit 7 absorbs the abnormal voltage from the AC voltage input from the power plug 6 and outputs the output to the transformer 8. The transformer 8 has a primary winding 8a and

secondary windings

8b, 8c, 8d. The gas sensor driving circuit 9 operates by receiving a voltage from the secondary winding 8b, and a pulse driving signal from the CPU 11 (for example, a pulse driving signal in which a high temperature region 0.9V and a low temperature region 0.2V are alternately repeated). ) And the gas sensor 1 provided in the gas detection circuit 10 is driven.
[0025]
The gas detection circuit 10 detects the concentrations of methane gas and carbon monoxide gas and outputs them to the CPU 11. The gas sensor 1 includes a heater 2 and a sensing unit 3 heated by the heater 2.
[0026]
The CPU 11 outputs a pulse drive signal for driving the heater 2 to the gas sensor 1, and, as shown in FIG. 2, the gas sensor 1 is moved to a low temperature range (100 ° C. for 15 seconds) and a high temperature range (400 for 5 seconds). ℃), and by detecting gas from the sensing unit 3, the CO detection point in the low temperature range (black circle in Fig. 2) detects the carbon monoxide gas concentration, and the methane detection point in the high temperature range (Fig. The methane gas concentration is detected by the black circle in 2).
[0027]
According to this gas alarm device, the cycle of the CO detection point is 20 seconds, which is significantly shorter than the conventional 150 seconds. For this reason, when taking into account the provisions for daily gas inspection and misinformation in actual use, the delay time for CO51 to 200 ppm concentration is 13 minutes to 4 minutes, and the delay time for 550 ppm concentration is only 3 minutes to 4 minutes. Can be provided. In other words, the delay time can be set longer than that in the past, and this can reduce false alarms in actual use.
[0028]
The + 5V constant voltage circuit 13 generates a constant voltage of + 5V from the voltage from the secondary winding 8c, and this constant voltage is used as a gas sensor drive circuit 9, a temperature compensation circuit 14, a gas alarm concentration setting circuit 15, a fire sensor circuit 16, It supplies to each of CPU11.
[0029]
The temperature compensation circuit 14 outputs a temperature correction input to the CPU 11 from a thermistor or the like (not shown). The gas alarm concentration setting circuit 15 includes a CO set point (alarm point), CH₄Each set point is set and the set point is output to the CPU 11. The fire sensor circuit 16 includes a fire sensor (not shown) made of a thermistor and the like, and outputs the sensor output of the fire sensor to the CPU 11.
[0030]
The CPU 11 includes a methane gas alarm determination circuit 19, a CO gas alarm determination circuit 20, a fire alarm determination circuit 21, a first delay counter 22a, a second delay counter 22b, an alarm delay control unit 22c, and a timer 22d.
[0031]
The methane gas alarm determination circuit 19 is configured such that the methane gas concentration detected by the gas detection circuit 10 is CH.₄When the set point is exceeded, a gas alarm signal is output to the audio alarm output circuit 23 and the display circuit 25. The audio alarm output circuit 23 causes the speaker 24 to notify a gas alarm. The display circuit 25 is a light emitting diode (LED) or the like and notifies a gas alarm. The CO gas alarm determination circuit 20 determines whether or not the CO gas concentration detected by the gas detection circuit 10 is equal to or higher than the CO set point.
[0032]
The first delay counter 22a starts counting when the CO gas concentration becomes equal to or higher than the CO set point according to the determination result of the CO gas alarm determination circuit 20, and stops counting when the CO gas concentration becomes lower than the CO set point. The first count value is output to the alarm delay control unit 22c.
[0033]
The second delay counter 22b starts counting when the CO gas concentration becomes less than the CO set point according to the determination result of the CO gas alarm determination circuit 20, and stops counting when the CO gas concentration becomes equal to or higher than the CO set point. The second count value is output to the alarm delay control unit 22c.
[0034]
The alarm delay control unit 22c subtracts a difference value between the first count value from the first delay counter 22a and the second count value from the second delay counter 22b from a predetermined standard delay time to obtain a set delay time. The second delay counter 22b delays the set delay time from the time when the second delay counter 22b stops counting and issues an alarm. The standard delay time is, for example, 13 minutes when the concentration is 51 to 200 ppm of CO. The timer 22d starts measuring time when the second delay counter 22b stops counting (that is, when the CO gas concentration becomes equal to or higher than the CO set point).
[0035]
The alarm delay control unit 22c multiplies the second count value by a coefficient K corresponding to the carbon monoxide hemoglobin concentration in the blood of the human body, and calculates the difference value between the obtained multiplication value and the first count value as a standard delay. Subtract from the time to find the set delay time.
[0036]
The fire alarm determination circuit 21 outputs a fire alarm signal to the sound alarm output circuit 23 and the display circuit 25 when the sensor output detected by the fire sensor circuit 16 becomes equal to or higher than the fire alarm point.
[0037]
The no-voltage circuit 26 is composed of an electromagnetic relay or the like, and outputs a fire alarm signal from the fire alarm determination circuit 21 to an external device (not shown) as a no-voltage signal. The voltage circuit 27 operates in response to the voltage from the secondary winding 8d, inputs the gas alarm signals of the methane gas alarm determination circuit 19 and the CO gas alarm determination circuit 20, and outputs the voltage signal from the gas alarm signal. And 6V (no gas leak) or 12V (gas leak present) is output from the output terminal OUT to the external device as a voltage signal.
[0038]
Next, the operation of the gas alarm device of the embodiment configured as described above, that is, the gas alarm method will be described with reference to the timing charts shown in FIGS. 3 and 4 and the flowcharts of FIGS.
[0039]
First, the CPU 11 inputs a CO set point from the gas alarm concentration setting circuit 15, CH₄A set point input is captured (step S11), a temperature correction input (eg, thermistor input) from the temperature compensation circuit 14 is captured (step S13), and a gas sensor input is captured from the gas sensor 1 (step S15).
[0040]
Next, the CPU 11 calculates a CO resistance value based on the captured gas sensor input (step S17), calculates a CO temperature correction coefficient based on the thermistor input (step S19), and uses the calculated CO temperature correction coefficient to calculate CO. Temperature correction is performed on the resistance value (step S21). Further, a CO voltage value is calculated based on the temperature-corrected CO resistance value (step S23).
[0041]
Thereafter, a CO alarm determination is performed (step S25). That is, the process of the flowchart shown in FIG. 6 is performed. This process is performed according to the timing charts of FIGS.
[0042]
First, time t₁The process starts at. In this case, the gas sensor 1 is periodically heated up and down, and the CO gas concentration is detected every 20 seconds. Then, the CO gas alarm determination circuit 20 determines whether or not the CO voltage value (voltage corresponding to the CO gas concentration) is equal to or higher than the CO set point (step S31).
[0043]
Time t₂Since the CO voltage value is equal to or higher than the CO set point, the time t₂To the first delay counter 22a starts counting (step S33). Then, the CO gas alarm determination circuit 20 determines whether or not the CO voltage value has become less than the CO set point (step S35).
[0044]
Time t₃Since the CO voltage value is less than the CO set point, the first delay counter 22a₃The count is stopped and the first count value A is output to the alarm delay control unit 22c (step S37) and reset (step S39). At the same time, the second delay counter 22b starts counting (step S41).
[0045]
Further, the CO gas alarm determination circuit 20 determines whether or not the CO voltage value is equal to or higher than the CO set point (step S43), and the time t₄Since the CO voltage value becomes equal to or higher than the CO set point, the first delay counter 22a starts counting (step S45). At the same time, timing by the timer 22d is started (step S47), and the second delay counter 22b stops counting, outputs the second count value B to the alarm delay control unit 22c (step S49), and resets. (Step S51).
[0046]
Next, the alarm delay control unit 22c uses the first count value A from the first delay counter 22a, the second count value B from the second delay counter 22b, and the standard delay time 13 minutes according to the equation (1). The set delay time DT is calculated (step S53).
[0047]
DT = 13− (A−KB) (1)
Here, K is a coefficient corresponding to the carbon monoxide hemoglobin concentration COHb in the blood of the human body. When K is a positive number, the value of K is inversely proportional to the amount of carbon monoxide hemoglobin concentration COHb in the blood.
[0048]
The time course of the carbon monoxide hemoglobin concentration COHb in the blood changes with time in the room.₂For the concentration and CO concentration, it is determined by equation (2).
[0049]

here,
o₁= O₂-16.5
o₂= (O₂-16.5)²-11.25
o₃= (O₂-16.5)³-18.45 (O₂-16.5)
c₁= CO-750.0
c₂= (CO-750.0)²-2.625 × 10⁵
c₃= (CO-750.0)³-4.545 × 10⁵(CO-750.0)
t₁= T-45.0
t₂= (T-45.0)²-825.0
t₃= (T-45.0)³-1.465 × 10³× (T-45.0)
t₄= (T-45.0)⁴-2.050 × 10³× (T-45.0)²+ 4.826 × 10⁵
t₅= (T-45.0)⁵-2.583 × 10³× (T-45.0)³+ 1.264 × 10⁶× (T-45.0)
COHb: Carbon monoxide hemoglobin concentration in blood (%)
O₂: Oxygen concentration in air (%)
CO: Carbon monoxide concentration in air (%)
T: Exposure time (min)
Next, the CO gas alarm determination circuit 20 determines whether or not the CO voltage value is less than the CO set point (step S55).
[0050]
Here, as in the example shown in FIG. 3, when the CO voltage value continues to be equal to or higher than the CO set point, the alarm delay control unit 22c counts the timer time measured by the timer 22d to be equal to or longer than the set delay time. It is determined whether or not (step S57).
[0051]
If the timer time exceeds the set delay time, that is, the time t₄At the time when only the set delay time has passed, an alarm signal is output to the audio alarm output circuit 23 and an alarm is generated by the speaker 24 (step S59).
[0052]
Further, the CO gas alarm determination circuit 20 determines whether or not the CO voltage value is less than the CO set point (step S61), and when the CO voltage value continues below the CO set point for a certain period of time (step S63). The alarm is stopped (step S65).
[0053]
On the other hand, if the CO voltage value is less than the CO set point in step S55, the process returns to step S37, and the processes from step S37 to step S55 are repeated. For example, as shown in FIG.₄Later time t₅Since the CO voltage value is less than the CO set point, the first delay counter 22a outputs the count value A2.
[0054]
Also, time t₆Since the CO voltage value becomes equal to or higher than the CO set point, the second delay counter 22b outputs the count value B2. For this reason, the alarm delay control unit 22c calculates the set delay time DT by the equation (3) using the standard delay time and the count values A1, A2, B1, and B2.
[0055]
DT = 13-{(A1 + A2) -K (B1 + B2)} (3)
That is, when the voltage change in which the CO voltage value becomes equal to or higher than the CO set point and then decreases to less than the CO set point is repeated twice, the total time during which the CO voltage value is equal to or higher than the CO set point, The set delay time is determined in consideration of the total time that is less than the CO set point. And time t₆An alarm is generated at the time when the set delay time has elapsed.
[0056]
In addition, when the voltage change in which the CO voltage value becomes greater than or equal to the CO set point and then becomes less than the CO set point is repeated three or more times, the alarm is considerably delayed and the accumulation of CO in the human body increases with the passage of time. . For this reason, when the CO voltage change is three times or more, the value of the coefficient K is decreased as the number of changes increases. By doing so, the set delay time is shortened, and the alarm can be further advanced.
[0057]
Further, instead of the number of voltage changes, the coefficient may be varied according to the carbon monoxide hemoglobin concentration value in the blood.
[0058]
As described above, according to the gas alarm device of the embodiment, the alarm delay control unit 22c standardizes the difference value between the first count value A of the first delay counter 22a and the second count value B of the second delay counter 22b. The set delay time is obtained by subtracting from the delay time, and the alarm is delayed by the set delay time from the time when the second delay counter 22b stops counting, so that false alarms in actual use can be reduced, and carbon monoxide temporarily. Even if the gas is reduced, the alarm will not be delayed significantly.
[0059]
Further, the first count value A of the first delay counter 22a corresponds to a time during which the CO gas concentration is equal to or higher than the CO set point (corresponding to an integral amount of an increase in the CO gas concentration from the CO set point). The second count value B of the second delay counter 22b corresponds to the time during which the CO gas concentration is less than the CO set point (corresponding to the integral amount of the decrease in the CO gas concentration from the CO set point), and is oxidized. The influence of carbon on the human body is related to the difference value (A-B), and the set delay time becomes larger or smaller than the standard delay time (13 minutes) depending on the difference value. Gas alarms can be made according to the impact on the human body.
[0060]
Further, the alarm delay control unit 22c multiplies the second count value B by a coefficient K corresponding to the carbon monoxide hemoglobin concentration COHb in the blood of the human body, and the difference between the obtained multiplication value KB and the first count value A. Since the value (A-KB) is subtracted from the standard delay time (13 minutes) to obtain the set delay time (13- (A-KB)), the obtained set delay time is the carbon monoxide in the human blood. Since the time depends on the hemoglobin concentration and the amount of carbon monoxide accumulated in the human body can be taken into account, a gas alarm corresponding to the state of influence of carbon monoxide on the human body can be made more reliably.
[0061]
Furthermore, since the alarm delay control unit 22c shortens the set delay time by changing the coefficient K to be smaller as the carbon monoxide hemoglobin concentration COHb in the blood increases, the alarm delay control unit 22c can perform an alarm earlier. A gas alarm according to the influence state on the human body can be more reliably performed.
[0062]
In addition, this invention is not limited to the gas alarm device of embodiment mentioned above. In the embodiment, when the set delay time is obtained, the first count value of the first delay counter 22a and the second count value of the second delay counter 22b are used. For example, the CO voltage value from the CO set point is used. The set delay time may be obtained by using the increase integral amount of the current value and the decrease integral amount of the CO voltage value from the CO set point. In this case, an increase integral amount (or decrease) of the CO voltage value is obtained by multiplying and accumulating the increase (or decrease) of the CO voltage value from the CO set point and the CO detection period (for example, 20 seconds). Integration amount).
[0063]
In the embodiment, the standard delay time is set to 13 minutes. However, the present invention is not limited to this, and other time may be set as the standard delay time. In addition, although one cycle of the low temperature region and the high temperature region of the gas sensor 1 is 20 seconds, it is not limited to this. For example, one cycle may be 30 seconds, 40 seconds, and 1 minute. In addition, it is needless to say that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
[0064]
【The invention's effect】
According to the gas alarm device of the first aspect, the alarm delay control means subtracts the difference value between the first count value of the first delay counter and the second count value of the second delay counter from the standard delay time. The set delay time is calculated and the alarm is delayed by the set delay time from the time when the second delay counter stops counting, so that false alarms in actual use can be reduced and even if the carbon monoxide gas temporarily decreases, The alarm will not be delayed considerably. The first count value of the first delay counter corresponds to the time when the gas concentration is equal to or higher than the set point, and the second count value of the second delay counter is the time when the gas concentration is less than the set point. The influence of carbon monoxide on the human body is related to the difference value, and the set delay time becomes larger or smaller than the standard delay time according to the difference value. Gas alarms according to the influence status of
[0065]
According to the gas alarm device of the second aspect of the invention, the alarm delay control means multiplies the second count value by a coefficient corresponding to the concentration of carbon monoxide hemoglobin in the blood of the human body, and the obtained multiplication value and the first Since the set delay time is obtained by subtracting the difference from the count value from the standard delay time, the obtained set delay time becomes the time according to the concentration of carbon monoxide hemoglobin in the human blood, and to the human body of carbon monoxide The gas alarm according to the influence situation of can be done more reliably.
[0066]
According to the gas alarm device of the invention of claim 3, since the alarm delay control means shortens the set delay time by changing the coefficient as the carbon monoxide hemoglobin concentration increases, it is possible to perform an alarm earlier. Gas alarms according to the impact of carbon monoxide on the human body can be made more reliably.
[0067]
According to the gas alarm method of the invention of claim 4, the same effect as that of the gas alarm device of the invention of claim 1 can be obtained.
[0068]
According to the gas alarm method of the invention of claim 5, the same effect as that of the gas alarm device of the invention of claim 2 can be obtained.
[0069]
According to the gas alarm method of the sixth aspect of the invention, the same effect as that of the gas alarm device of the third aspect of the invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a gas alarm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of the temperature of the gas sensor in the gas alarm device of the embodiment.
FIG. 3 is a timing chart of each part for explaining a gas alarm method realized by the gas alarm device of the embodiment.
FIG. 4 is a timing chart of each part for explaining a gas alarm method realized by the gas alarm device of the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart for explaining CO alarm determination in the gas alarm method of FIGS. 3 and 4;
6 is a flowchart for explaining CO alarm determination in the gas alarm method of FIGS. 3 and 4. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing sensitivity characteristics of a semiconductor type gas sensor.
FIG. 8 is a timing chart of the temperature of a gas sensor in a conventional gas alarm device.
FIG. 9 is a diagram for explaining how a conventional gas alarm device causes a false alarm due to temporarily generated carbon monoxide.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which an alarm cannot be performed due to a decrease in carbon monoxide temporarily generated by a conventional gas alarm device.
[Explanation of symbols]
1 Gas sensor
2 Heater
3 Sensor
9 Gas sensor drive circuit
10 Gas detection circuit
11 CPU
13 + 5V constant voltage circuit
14 Temperature compensation circuit
15 Gas alarm concentration setting circuit
16 Fire sensor circuit
19 Methane gas alarm judgment circuit
20 CO gas alarm judgment circuit
21 Fire alarm judgment circuit
22a First delay counter
22b Second delay counter
22c Alarm delay control unit
22d timer
23 Voice alarm output circuit
24 Speaker
25 Display circuit
26 No-voltage circuit
27 Voltage circuit

Claims

The gas sensor temperature is changed alternately between the low temperature range and the high temperature range periodically, and the carbon monoxide gas concentration is detected in the low temperature range, and when the detected gas concentration exceeds the set point, abnormal gas concentration is detected. In the gas alarm that alerts you
A first delay counter that starts counting when the gas concentration becomes equal to or higher than the set point and stops counting when the gas concentration becomes lower than the set point, and outputs a first count value;
A second delay counter that starts counting when the gas concentration becomes less than the set point and stops counting when the gas concentration exceeds the set point and outputs a second count value;
A set delay time is obtained by subtracting a difference value between the first count value and the second count value from a predetermined standard delay time, and only the set delay time from when the second delay counter stops counting. Alarm delay control means for delaying and alarming;
A gas alarm device comprising:

The alarm delay control unit multiplies the second count value by a coefficient corresponding to a carbon monoxide hemoglobin concentration in the blood of a human body, and calculates a difference value between the obtained multiplication value and the first count value as the standard delay. 2. The gas alarm device according to claim 1, wherein the set delay time is obtained by subtracting from time.

3. The gas alarm device according to claim 2, wherein the alarm delay control means shortens the set delay time by changing the coefficient as the carbon monoxide hemoglobin concentration increases.

The gas sensor temperature is changed alternately between the low temperature range and the high temperature range periodically, and the carbon monoxide gas concentration is detected in the low temperature range, and when the detected gas concentration exceeds the set point, abnormal gas concentration is detected. In the gas alarm method for informing the alarm to be shown,
Starting counting when the gas concentration is equal to or higher than the set point and stopping counting when the gas concentration is lower than the set point, and outputting a first count value from a first delay counter;
Starting counting when the gas concentration becomes less than the set point and stopping counting when the gas concentration exceeds the set point and outputting a second count value from a second delay counter;
A set delay time is obtained by subtracting a difference value between the first count value and the second count value from a predetermined standard delay time, and only the set delay time from when the second delay counter stops counting. An alarm delay control step for delaying and alarming; and
A gas alarm method comprising:

In the alarm delay control step, the second count value is multiplied by a coefficient corresponding to the carbon monoxide hemoglobin concentration in the blood of the human body, and a difference value between the obtained multiplication value and the first count value is calculated as the standard delay. The gas alarm method according to claim 4, wherein the set delay time is obtained by subtracting from time.

6. The gas alarm method according to claim 5, wherein the alarm delay control means shortens the set delay time by varying the coefficient as the carbon monoxide hemoglobin concentration increases.